संवहनी उपलब्ध स्थितिज ऊर्जा; संवहनी निरोध क्या है? — पृथ्वी और अंतरिक्ष विज्ञान

परिभाषा 21.18 विश्वविद्यालय पृथ्वी और अंतरिक्ष विज्ञान — वर्ष 2 · 第 21 章 — वायुमंडलीय ऊष्मागतिकी

किसी वायु-पिंड की संवहनी उपलब्ध स्थितिज ऊर्जा (CAPE) उसके LFC और उसके EL के बीच उसके इकाई द्रव्यमान पर उत्प्लावन बल का कार्य है,

\text{CAPE} = \int_{z_{\text{LFC}}}^{z_{\text{EL}}} g\,\frac{T_{v,\text{पिंड}} - T_{v,\text{परिवेश}}}{T_{v,\text{परिवेश}}}\,\mathrm{d}z ,

और उसका संवहनी निरोध (CIN) वही समाकल है, ऋणात्मक, उसके आरंभिक तल से उसके LFC तक।

示例

उदाहरण 21.20 (नॉर्मन साउंडिंग में ऊर्जा)

उदाहरण 21.4 की सतही वायु को उठाइए। वह $964\,\mathrm{hPa}$ पर, $64\,\mathrm{m}$ ऊपर, संतृप्त होती है, और एक आर्द्र रुद्धोष्म वक्र का अनुसरण करती है। $900\,\mathrm{hPa}$ के नीचे साउंडिंग स्वयं लगभग संतृप्त है और वायु-पिंड अपने परिवेश से एक अंश के कुछ दसवें भाग ठंडा रहता है; फिर $908\,\mathrm{hPa}$ और $889\,\mathrm{hPa}$ के बीच व्युत्क्रमण आता है, जहाँ तापमान $4.1\,\mathrm{K}$ बढ़ता है, $178\,\mathrm{m}$ में, और वायु-पिंड स्वयं को $5\,\mathrm{K}$ अधिक ठंडा पाता है। वह अपने परिवेश से केवल $732\,\mathrm{hPa}$ पर गर्म होता है, भूमि से $2.4\,\mathrm{km}$ ऊपर, उसका LFC, और अपने EL तक गर्म रहता है, $236\,\mathrm{hPa}$ पर, समुद्र-तल से $10.9\,\mathrm{km}$ ऊपर, क्षोभसीमा के ठीक नीचे जिसे साउंडिंग $235\,\mathrm{hPa}$ पर बताती है। दाबों के एक बारीक ग्रिड पर स्क्यू-T चित्र के क्षेत्रफल हैं CAPE $= 2100\,\mathrm{J}/\mathrm{kg}$ और CIN $= -200\,\mathrm{J}/\mathrm{kg}$ तापमान के साथ, और $2230\,\mathrm{J}/\mathrm{kg}$ तथा $-130\,\mathrm{J}/\mathrm{kg}$ आभासी तापमान के साथ: वायु-पिंड की आर्द्रता अपना उत्प्लावन जोड़ती है। वायु-पिंड सिद्धांत $w_{\max} = \sqrt{2 \times 2100} = 65\,\mathrm{m}/\mathrm{s}$ देता है।

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